Procedimiento de termofusión para la fabricación de una película de poliuretano reticulado químicamente.

Procedimiento para la fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente,

que consta de los pasosparciales siguientes:

A) reacción química de una mezcla que contiene varios polioles con uno o varios poliisocianatos, por lo menos unode los polioles o por lo menos uno de los poliisocianatos contiene moléculas trifuncionales o de funcionalidad superiory la proporción entre el número total de grupos isocianato y el número total de grupos hidroxilo es inferior a 1,0,formándose un producto de reacción provisto de grupos funcionales hidroxilo, susceptible de fusión, que a continuaciónse llamará prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de gr 10 upos funcionales hidroxilo,

B) introducción del prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo y de uno o variospoliisocianatos en una máquina mezcladora que trabaja en continuo, dentro de dicha máquina mezcladora tienelugar una reacción química del prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo enestado fundido con los poliisocianatos,

C) aplicación de la masa fundida, que sale de la máquina mezcladora, en forma de recubrimiento sobre un materialde tipo banda que avanza debajo de dicha máquina o entre dos materiales de tipo banda que avanzan debajo dedicha mecánica, con lo cual progresa la reacción iniciada en el paso parcial B).

Procedimiento de termofusión para la fabricación de una película de poliuretano reticulado químicamente

La presente invención se refiere a un procedimiento de termofusión (hot-melt) para la fabricación continua de una película de poliuretano reticulado químicamente destinada a utilizarse con preferencia como capa de una cinta adhesiva o de un artículo autoadhesivo.

Solamente si están reticuladas químicamente, las cintas adhesivas en su estado pegado podrán resistir durante un largo período de tiempo un esfuerzo elevado de cizallamiento o cualquier otro esfuerzo de larga duración, por ejemplo una fuerza de pelado o una fuerza basculante-cizallante, en especial a temperaturas elevadas. La reticulación química tiene que haberse realizado en todas las capas de la cinta adhesiva, porque todas las capas intervienen en caso de un esfuerzo de larga duración.

Para lograr la reticulación química de películas poliméricas y en especial de aquellas que se emplean como capas de cintas adhesivas ya se conocen múltiples tecnologías. La mayor parte de estas tecnologías parten de sistemas de recubrimiento basados en disolventes, capaces de reticular, o de sistemas reactivos que a temperatura ambiente son líquidos, similares a jarabes o pastosos, incluso sin añadirse disolventes. En los sistemas reactivos que a temperatura ambiente son líquidos, similares a jarabes o pastosos y están exentos de disolventes, el polímero no se forma hasta después de haberse aplicado el recubrimiento, mientras que en los sistemas basados en disolventes el polímero ya existe normalmente sin reticular en solución antes de aplicar el recubrimiento.

Las películas poliméricas, que se obtienen por recubrimiento de un polímero disuelto en un disolvente y posterior evaporación de dicho disolvente, pueden reticularse por ejemplo incorporando un reticulante químico a la solución del polímero poco antes de aplicarla como recubrimiento. Por lo tanto, a temperatura ambiente un sistema de este tipo tiene por lo general una estabilidad suficiente para cumplir los requisitos del proceso de recubrimiento. Durante la evaporación del disolvente en el túnel de secado a temperaturas elevadas se desencadena la reacción de reticulación, de modo que la película polimérica finalmente se reticula químicamente.

Pero, las tecnologías basadas en disolventes tienen el inconveniente fundamental de que no son apropiadas para generar capas gruesas, sobre todo cuando el recubrimiento tiene que aplicarse con una velocidad económicamente viable. A partir de grosores de capa de aprox. 100 y 150 µm se producen múltiples burbujas visibles, debidas al disolvente en evaporación y, por tanto, a mermas sensibles de la calidad, de modo que queda descarta la utilización de la capa en una cinta adhesiva. También en el caso de fabricación de capas más delgadas, la velocidad de aplicación del recubrimiento está muy limitada por la necesidad de evaporar el disolvente. Además, los procesos de recubrimiento basados en disolventes provocan costes considerables debidos a la necesidad de recuperar o quemar dichos disolventes.

Los sistemas reactivos, que sin la adición de disolventes son líquidos, semejantes a jarabes o pastosos a temperatura ambiente, pueden someterse también a reticulación de muchas maneras. Muchos de los poliuretanos de dos componentes, epóxidos o siliconas ya conocidos en general son ejemplos típicos de sistemas reactivos reticulables líquidos y exentos de disolventes. Las cintas adhesivas o las capas de cinta adhesiva basadas en componentes de tipo jarabe se han descrito por ejemplo en EP 0 259 094 B1 o en EP 0 305 161 B1, en ellas la formación del polímero o la reticulación se consigue por fotopolimerización. Los sistemas reactivos líquidos o pastosos relacionados con la fabricación de capas de cinta adhesiva se han descrito por ejemplo en EP 0 894 841 B1 o en EP 1 095 993 B1.

Con los sistemas reactivos sin disolventes del tipo descrito se pueden fabricar capas delgadas y también gruesas, lo cual constituye una gran ventaja respecto a los sistemas basados en disolventes. Además, gracias a los sistemas descritos se pueden variar y ajustar de múltiples maneras las propiedades viscoelásticas de modo que a menudo se pueden desarrollar capas de cinta adhesiva “cortadas a medida”, que satisfacen exactamente un determinado perfil de exigencias.

Pero, los materiales líquidos, semejantes a jarabe o pastosos a temperatura ambiente tienen el inconveniente de que en este estado no pueden bobinarse o por lo menos no pueden bobinarse con un grosor de capa constante. Solamente pueden bobinarse con un grosor de capa constante las películas poliméricas sólidas. La consolidación (solidificación) de sistemas reactivos sin disolventes, que son líquidos a temperatura ambiente, depende del progreso de la reacción química. El progreso de la reacción química necesita un cierto tiempo, que tiene que aguardarse. Solamente después de realizada la consolidación de la película por un grado suficientemente elevado de la reacción química en cuestión se podrá bobinar la película que se halla en forma de recubrimiento sobre una lámina auxiliar. Por consiguiente, estos sistemas están muy limitados en cuanto a velocidad de recubrimiento.

Los sistemas, cuya formación del polímero y su reticulación se inician desde fuera, por ejemplo por radiación UV o ESH, tienen por lo general el inconveniente adicional de que solamente se logra la formación de un polímero de propiedades prácticamente homogéneas si la radiación consigue alcanzar a todas las moléculas que participan en la formación del polímero y que se hallan en todos los estratos del grosor total de la película. Esto no se suele conseguir en especial cuando las capas tienen grosores elevados o bien cuando los sistemas llevan cargas de relleno, con lo cual las películas terminan presentando una estructura polimérica reticulada de modo no homogéneo.

Para poder conseguir velocidades de recubrimiento sin una limitación importante del grosor han dado buenos resultados los procesos de recubrimiento de termofusión (hot-melt) , en especial los procesos de extrusión. En tal proceso se moldean polímeros fusibles (hot-melts) , que a temperatura ambiente son sólidos, para convertirlos en estado fundido a temperaturas elevadas en una película y por lo general se aplican como recubrimiento sobre una lámina auxiliar. Después de enfriar y, por tanto solidificar, se pueden bobinar inmediatamente. La capacidad de bobinado no depende del progreso de la reacción química. En el sector de las cintas adhesivas se aplican de esto modo como recubrimientos sobre todo adhesivos que contienen copolímeros de bloques de estireno, descritos por ejemplo en DE 10003318 A1 o DE 10252088 A1.

También los poliuretanos termoplásticos pueden transformarse por procesos de termofusión (hot-melt) . Por ejemplo, en DE-A 2059570 se describe un procedimiento de fabricación continuo de un paso de poliuretano termoplástico sin poros. La fabricación de poliuretanos procesables como termoplásticos a partir de un prepolímero lineal terminado en grupos OH, obtenido en primer lugar como producto intermedio, se ha descrito por ejemplo en DE 102005039933. También en el documento DE 22 48 382 C2 se describe la obtención de poliuretanos termoplásticos a partir de prepolímeros terminados en grupos OH por un proceso de varios pasos. En EP 0 135 111 B1 se describe la obtención de poliuretanos ramificados, pero procesables como termoplásticos y, por tanto, no reticulados, por un proceso de varios pasos.

Los procesos de recubrimiento de termofusión (hot-melt) basados en polímeros termoplásticos o procesables como termoplásticos tienen la ventaja de la gran velocidad de recubrimiento que puede utilizarse y la posibilidad de fabricar capas gruesas, pero conducen a películas poliméricas que no están reticuladas o por lo menos no están reticuladas en grado suficiente, de modo que estas películas no son adecuadas como capas de cinta adhesiva, en las que es importante que sean resistentes a largo plazo, en especial a temperaturas elevadas.

La extrusión de elastómeros de poliuretano con uso simultáneo de trioles, que confieren un carácter reticulado a los elastómeros, se ha descrito por ejemplo en DE-A 1964834 y DE 23 02 564 C3. Pero en estos documentos se describe la reacción de materias de partida líquidas, de modo que surge el inconveniente de que, antes de bobinar estos elastómeros, hay que esperar la solidificación que depende del progreso de la reacción.

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1. Procedimiento para la fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente, que consta de los pasos parciales siguientes:

A) reacción química de una mezcla que contiene varios polioles con uno o varios poliisocianatos, por lo menos uno de los polioles o por lo menos uno de los poliisocianatos contiene moléculas trifuncionales o de funcionalidad superior y la proporción entre el número total de grupos isocianato y el número total de grupos hidroxilo es inferior a 1, 0, formándose un producto de reacción provisto de grupos funcionales hidroxilo, susceptible de fusión, que a continuación se llamará prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo, B) introducción del prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo y de uno o varios poliisocianatos en una máquina mezcladora que trabaja en continuo, dentro de dicha máquina mezcladora tiene lugar una reacción química del prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo en estado fundido con los poliisocianatos, C) aplicación de la masa fundida, que sale de la máquina mezcladora, en forma de recubrimiento sobre un material de tipo banda que avanza debajo de dicha máquina o entre dos materiales de tipo banda que avanzan debajo de dicha mecánica, con lo cual progresa la reacción iniciada en el paso parcial B) .

2. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según la reivindicación 1, caracterizado porque el producto de reacción provisto de grupos hidroxilo, fusible, del paso A) está ramificado.

3. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la proporción entre los grupos isocianato y el número total de grupos hidroxilo de los poliisocianatos y polioles que participan en la reacción química que genera el prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo se sitúa en un valor mayor que 0, 90 y menor que 0, 98.

4. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fracción numérica de las moléculas de tres o más grupos funcionales, que participan en la reacción química que general el prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos hidroxilo, se sitúa por lo menos en el 0, 5 %.

5. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fracción numérica de las moléculas de peso molecular relativo inferior o igual a 1000, que participan en la reacción química que general el prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos hidroxilo, se sitúa por lo menos en el 70 %.

6. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los polioles, que participan en la reacción química que genera el prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo, en una fracción ponderal superior al 70 % en peso son polieterpolioles, porcentaje referido al peso total de los polioles.

7. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la reacción química que genera el prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo intervienen, aparte de los polioles, otros compuestos reactivos con los isocianatos.

8. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque por lo menos uno de los poliisocianatos, que participan en la reacción química que genera el prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo, tiene dos o más grupos funcionales isocianato.

9. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los poliisocianatos, que participan en la reacción química que genera el prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo, en una fracción ponderal superior al 70 % en peso son de tipo alifático o cicloalifático, porcentaje referido al peso total de los poliisocianatos.

10. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los poliisocianatos, que participan en la reacción química que genera el prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo, en una fracción ponderal superior al 70 % en peso contienen el diisocianato de isoforona, porcentaje referido al peso total de los poliisocianatos.

11. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la reacción química que genera el prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo se realiza con la adición de un catalizador.

12. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la reacción química que genera el prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo se realiza con la adición de un catalizador que contiene bismuto y carbono.

13. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo contiene cargas de relleno, resinas, auxiliares y aditivos.

14. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la proporción entre el número total de los grupos isocianato y el número total de los grupos hidroxilo durante la reacción química del prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo en masa fundida con los poliisocianatos dentro de una máquina mezcladora que trabaja en continuo se sitúa entre un valor superior a 0, 90 y un valor inferior a 1, 2.

15. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la reacción química del prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo en masa fundida con uno o varios poliisocianatos se realiza en continuo dentro de una extrusora.

16. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la reacción química del prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo en masa fundida con uno o varios poliisocianatos se realiza en continuo dentro de una máquina mezcladora y dosificadora de dos componentes.

17. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la viscosidad compleja del prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo medida a 23ºC y con una velocidad de 10 rad/segundo es mayor que 8000 Pas.

18. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la viscosidad compleja del prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo, medida a 70ºC y con una velocidad de 10 rad/segundo es mayor que 300 Pas.

19. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la lámina de poliuretano reticulado tiene un grosor comprendido entre 20 µm y 3000 µm.

20. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fabricación se realiza sin disolventes.

21. Procedimiento de fabricación de una lámina de poliuretano reticulado químicamente según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la reacción química que genera el prepolímero hot-melt de poliuretano provisto de grupos funcionales hidroxilo se realiza en continuo según el paso parcial A) .

22. Uso de una lámina de poliuretano reticulado químicamente, que puede obtenerse por el procedimiento de las reivindicaciones de 1 a 21, como capa soporte de una cinta adhesiva o de un artículo autoadhesivo.

23. Procedimiento según una de las reivindicaciones de 1 a 21, caracterizado porque la película de poliuretano reticulado químicamente obtenido de este modo se utiliza como capa adhesiva en una cinta adhesiva o en artículo autoadhesivo.

24. Procedimiento según una de las reivindicaciones de 1 a 21, caracterizado porque la película de poliuretano reticulado químicamente obtenido de este modo se utiliza como capa funcional en una cinta adhesiva o en un artículo autoadhesivo.